本发明涉及半导体元件封装件，更详细地说涉及具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件，满足半导体元件的高耐压标准的同时提高散热特性，并且隔绝可破坏绝缘的环境。
背景技术：
通常，在电气、电子领域使用的电源装置具有快速切换的电力半导体切换元件。电力半导体切换元件正在使用于广泛的产业领域，对于大部分的电力半导体切换元件正在要求承受高电压的高耐压特性。另外，电力半导体切换元件在高速切换的环境下可发生因为元件发热而损坏零部件或者电源装置的动作不良，因此通常与散热装置一同封装。
在制造半导体元件封装件时尤其应该注意的是应保持封装件构成部件之间的绝缘。此时，通过绝缘结构可降低散热功能，因此需要保持高散热特定的同时强化绝缘结构的方案。
尤其是，使用于车辆的半导体元件封装件有必要在高速行驶的环境下也能够无故障的长时间运行，并且要求在强烈的振动下也不破坏绝缘的特性，因此相比于其他产业领域有必要具有更加严格的高耐压绝缘结构。
(现有技术文献)
(专利文献)
韩国专利公开第10-1998-037815号
技术实现要素：
(要解决的问题)
本发明是用于提供搭载于车辆的半导体元件封装件，目的在于提供一种具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件，满足半导体元件的高耐压标准的同时采用双重散热器以提高散热特性，并且利用用于绝缘的硅胶片和注塑成型结构，达到更加严格的高耐压绝缘结构，尤其是在车辆振动的情况下也不被轻易破坏。
(解决问题的手段)
本发明的一实施例的高耐压绝缘结构的半导体元件封装件包括：半导体元件；散热用散热器，在上面安装有所述半导体元件并且散热从所述半导体元件产生的热；硅胶片，具有导热性，并且接触于所述散热用散热器的下面；放热用散热器，上面具有粘合所述硅胶片的下面的平板部，并且在所述平板部的下部形成有多个通风孔；支撑件，沿着所述硅胶片的外廓线间隔预定距离地结合于所述平板部上面，并且支撑所述散热用散热器；注塑外壁框架，沿着所述散热用散热器的外廓线组装在所述平板部上面；及角落连接件，紧固于所述平板部上面的角落部，并且连接所述注塑外壁框架的端部。
(发明的效果)
根据本发明的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件具有如下的效果：具有双重散热结构，通过散热用散热器首次分散在半导体元件产生的热，然后通过放热用散热器进行二次散热，并且在散热用散热器和放热用散热器之间介入导热性的硅胶片，保障高绝缘性的同时提高导热特性，利用配置在边框的注塑外壁框架和角落连接件使注塑坚固地结合于封装件的同时不因振动等的外部环境而被轻易破坏。
附图说明
图1是示例本发明的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件的分解立体图；
图2是示例本发明的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件的分解状态的正面图；
图3是示例本发明中的配置在边框的注塑外壁框架和用于组装注塑外壁框架的角落连接件的分解立体图；
图4是示例本发明中的注塑外壁框架的剖面状态的图；
图5是示例本发明中的角落连接件的前面及背面状态的立体图；及
图6是示例本发明的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件的组装状态的立体图。
(附图标记说明)
100：半导体元件200：散热用散热器
210：凸出部220：凹陷部
230：凸台部300：硅胶片
400：注塑外壁框架402：垂直板部
404：底板部406：防开裂槽
408：注塑结合销440：角落连接件
450：柱部452：倒角部
454：框架插槽456：曲面部
458：加固肋片460：底面支撑部
462：紧固孔464：固定销
480：支撑件500：放热用散热器
510：平板部520：通风孔
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的具体实施例。但是这并不是要将本发明现定于特定的事实形态，而是应该理解为包括本发明的思想及技术范围内的所有改变、同等物、代替物。
对于说明书全文中具有类似的结构及动作的部分赋予相同的附图标记。然后，本发明的附图是为了便于说明的，可夸张或者省略其形状和相对尺寸。
在具体说明实施例中，省略了重复的说明或者在该领域显而易见的技术的说明。另外，在以下的说明中，在说明某一构成要素“包括”其他构成要素时，这意味着只要没有特别反对的记载还可包括除了记载的构成要素以外的构成要素。
另外，在说明书“～部”、“～器”、“～模块”等的用语意味着至少处理一个功能或者动作的单位，这可由硬件或者软件、硬件及软件的结合实现。另外，在说明某一部分电连接另一部分时，这不仅包括直接连接的情况，还包括在这中间有其他结构进行连接的情况。
包括诸如第一、第二等的序数的用语可用于说明各种构成要素，但是所述构成要素不限于所述用语。所述用语只以将一个构成要素从另一个构成要素区分的目的来使用。例如，在不超出本发明的权利范围的同时第二构成要素可命名为第一构成要素，与此类似第一构成要素也可命名为第二构成要素。
本发明涉及具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件，提供满足5,400v的耐压标准的同时具有高散热特性和绝缘特性的半导体元件封装件。本发明的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件适合使用于经常发生振动的车辆，尤其适合搭载于电动汽车或者混合动力汽车等的电源装置的电力半导体切换元件。当然，本发明的半导体元件封装件也可使用于其他产业领域，也可适用于不是切换元件的其他零部件。半导体元件可具有已知的常规结构，以下将对用于半导体元件的绝缘及散热结构重点进行说明。
图1是示例本发明的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件的分解立体图；图2是示例本发明的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件的分解状态的正面图。
参照图1，本发明的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件具有从上侧依次层叠半导体元件100、散热用散热器200、硅胶片300、放热用散热器500的结构，在放热用散热器500的上面组装注塑外壁框架400、角落连接件440、支撑件480，所述注塑外壁框架400用于向封装件内部装填注塑液，所述角落连接件440用于结合注塑外壁框架400以固定所述注塑外壁框架400的位置，所述支撑件480用于以同等的高度支撑散热用散热器200。
散热用散热器200上面具有用于紧固半导体元件100的多个紧固孔。散热用散热器200作为首次散热在半导体元件100产生的热的散热器，上部板具有多个凸出部210和凹陷部220，所述多个凸出部210沿周围向侧方外侧凸出，所述凹陷部220在凸出部210和凸出部210之间向内侧凹陷。凸出部210和凹陷部220沿着散热用散热器200周围形成大的凹凸，同时可引导浸渍在封装件内的注塑液顺畅地流向上部板的下方空间。
散热用散热器200的下侧形成有凸台部230，所述凸台部230向下凸出并且在下面粘合硅胶片300。
硅胶片300用导热性硅材料形成，并且绝缘散热用散热器200和放热用散热器500之间，同时从散热用散热器200向放热用散热器500传递热，具有绝缘结构的同时用于保持散热特性。优选为，硅胶片300具有1w/m.k的导热率，并且通过调整硅胶片300的厚度可调整导热率。
参照图2，在放热用散热器500上面间隔预定距离地设置并固定多个支撑件480。支撑件480的内侧面调整硅胶片300，可使硅胶片300组装在原位置。支撑件480的上面接触于散热用散热器200的上部板下面，并且以同等的高度支撑散热用散热器200。
放热用散热器500上部形成有平板部510，具有在平板部510的下部形成多个通风孔520的结构。如图1所示，在平板部510上形成有多个紧固孔，在此紧固支撑件480及角落连接件440。
在平板部510上面沿着散热用散热器200的外廓线组装注塑外壁框架400，并且在平板部510上面的角落部通过角落连接件440紧固并固定注塑外壁框架400。对于注塑外壁框架400及角落连接件440的结构及结合关系，将参照图3至图5在下文中进行说明。
图3是示例本发明中的配置在边框的注塑外壁框架和用于组装注塑外壁框架的角落连接件的分解立体图；图4是示例本发明中的注塑外壁框架的剖面状态的图；图5是示例本发明中的角落连接件的前面及背面状态的立体图。
注塑外壁框架400是挤压轻量的金属材料(例如，铝)制造成条状，在散热用散热器200的最外廓线间隔构成边框。如图3所示，由长度部件构成的注塑外壁框架400通过角落连接件440结合在平板部510上的角落。
参照图4，注塑外壁框架400由底板部404和垂直板部402构成，所述底板部404以长度部件的剖面形状为基准紧贴并固定在平板部510上面，所述垂直板部402对于所述底板部404垂直站立设置。然后，如图4所示，具有多个注塑结合销408，所述多个注塑结合销408在垂直板部402朝向散热用散热器200向内侧凸出。据此，以后在注塑外壁框架400和散热用散热器200之间注入注塑液之后的进行硬化的过程中使硬化的注塑材料坚固地结合于注塑外壁框架400，并且防止通过注塑材料形成的二次绝缘结构被轻易破坏。
参照图4，注塑外壁框架400在垂直板部402外侧面具有多个防开裂用槽406。在对封装件施加振动以向框架外侧方向产生应力时，多个防开裂用槽406起到吸收产生的应力以防止框架向外部开裂的功能。
参照图5，角落连接件440由底面支撑部460和柱部450构成，所述底面支撑部460被支撑在放热用散热器500的平板部510上面，柱部450垂直站立在底面支撑部460。
在柱部450以90度角度形成向注塑外壁框架400的端部配置的两个框架插槽454。然后，在两个框架插槽454之间形成倒角部452，所述倒角部452被切割成对于注塑外壁框架400具有45度的倾斜面。
如图3所示例，框架插槽454由长孔形状的槽构成，以容纳注塑外壁框架400的端部。如图3的扩大图所示，若在将注塑外壁框架400两个端部插入于角落连接件440的框架插槽454进行固定的状态下注入注塑液，则可防止向外部泄露或者流出注塑液。另外，倒角部452在两个注塑外壁框架400之间形成45度的倾斜面，因此注塑液沿着倾斜面流动的同时可防止注塑液流向注塑外壁框架400和角落连接件440的间隙。
在角落连接件440的底面支撑部460下部凸出形成至少两个固定销464，所述固定销464插入于形成在平板部510的紧固孔。固定销464首次加固角落连接件440。然后，在贯通底面支撑部460形成的紧固孔462贯通螺栓对放热用散热器500的平板部510进行紧固，进而可在原位置坚固地固定角落连接件440。
在角落连接件440的柱部450中在框架插槽454后面形成向内侧凹陷的曲面部456，进而以垂直方向暴露紧固孔462。据此，作业人员通过曲面部456插入螺丝刀等的工具可对平板部510轻易紧固角落连接件440。然后，如图所示，在柱部450和底面支撑部460之间形成加固肋片458，以加固柱部450和底面支撑部460之间的连接结构。
图6是示例本发明的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件的组装状态的立体图。
参照图6，将注塑液注入于形成在散热用散热器200和注塑外壁框架400之间的空间后硬化注塑液可完成半导体元件封装件。此时，注塑液流入并填充于散热用散热器200的上部板和凸台部230之间的空间，在注塑液硬化之后可通过散热用散热器200的凸出部210和凹陷部220坚固地结合于散热用散热器200。
另外，如参照图4所述，通过在注塑外壁框架400向散热用散热器200凸出的多个注塑结合销408硬化注塑液的过程中也可坚固地结合注塑外壁框架400。据此，具有半导体元件封装件不被轻易破坏的优点。
对于在以上公开的发明在不破坏基本思想的范围内可进行各种变形例。即，对于以上的实施例全部都应该示例性解释，不得限定性地解释。因此本发明的保护范围应由权利要求项限定而非上述的实施例，在将权利要求项限定的构成要素用同等物替换的情况下，应该视为该替换属于本发明的保护范围内。
1.一种具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件，包括：
半导体元件；
散热用散热器，在上面安装有所述半导体元件并且散热从所述半导体元件产生的热；
硅胶片，具有导热性，并且接触于所述散热用散热器的下面；
放热用散热器，上面具有粘合所述硅胶片的下面的平板部，并且在所述平板部的下部形成有多个通风孔；
支撑件，沿着所述硅胶片的外廓线间隔预定距离地结合于所述平板部上面，并且支撑所述散热用散热器；
注塑外壁框架，沿着所述散热用散热器的外廓线组装在所述平板部上面；及
角落连接件，紧固于所述平板部上面的角落部，并且连接所述注塑外壁框架的端部。
2.根据权利要求1所述的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件，其特征在于，所述散热用散热器的上面具有用于紧固所述半导体元件的多个紧固孔。
3.根据权利要求1所述的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件，其特征在于，
所述散热用散热器的上部板具有多个凸出部和凹陷部，所述多个凸出部沿周围向侧方外侧凸出，所述凹陷部在所述凸出部之间向内侧凹陷，所述上部板的下侧形成有凸台部，所述凸台部向下凸出并且在下面粘合所述硅胶片。
4.根据权利要求1所述的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件，其特征在于，
所述硅胶片具有1w/m.k的导热率的高耐压绝缘结构。
5.根据权利要求1所述的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件，其特征在于，
所述注塑外壁框架由底板部和垂直板部构成，所述底板部以长度部件的剖面形状为基准紧贴并固定在所述放热用散热器的所述平板部上面，所述垂直板部对于所述底板部垂直站立设置，并且具有多个注塑结合销，所述多个注塑结合销在所述垂直板部朝向所述散热用散热器向内侧凸出。
6.根据权利要求5所述的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件，其特征在于，
所述注塑外壁框架在所述垂直板部的外侧面具有多个防开裂用槽。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件，其特征在于，
所述角落连接件包括底面支撑部和柱部，所述底面支撑部被支撑在所述放热用散热器的所述平板部上面，所述柱部垂直站立在所述底面支撑部；在所述柱部具有两个框架插槽，所述框架插槽朝向所述注塑外壁框架的端部配置并且容纳在所述平板部的角落位置沿着所述平板部的边配置的所述注塑外壁框架的端部，在所述两个框架插槽之间形成倒角部，所述倒角部被切割成对于所述注塑外壁框架具有45度的倾斜面。
8.根据权利要求7所述的具有高耐压绝缘结构的半导体元件封装件，其特征在于，
在所述角落连接件的所述底面支撑部下部凸出形成至少两个固定销，所述固定销插入于形成在所述平板部的紧固孔，并且形成有紧固孔，所述紧固孔贯通所述底面支撑部用于紧固并固定所述角落连接件，在所述柱部的所述框架插槽后面形成向内侧凹陷的曲面部，以垂直方向暴露所述紧固孔。
技术总结